CN221328683U - 一种智能光伏控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种智能光伏控制装置，包括光伏发电装置、锂电池以及光伏控制装置，光伏发电装置包括光伏组件，光伏组件用于将太阳能转化为电能；所述光伏控制装置包括MPPT控制器、逆变器、分流器、变送器、交流电表、电流传感器、电压传感器、温度传感器、DC‑DC电源模块、处理器；本实用新型成本低，可靠性高，适用于个体户，不依赖大型光伏发电设备；实用新型可以通过相关传感器实时监测及处理监测其产生的能源及对能量的使用情况，同时通过4G工业路由器DTU连接到云平台，将数据传输给用户端；本实用新型能够实时监测光伏发电装置的运行状况、电压、电流、温度等参数，并将数据上传到云端，发现异常情况及时发出警报。
Description
技术领域
本实用新型属于光伏技术领域，尤其是涉及一种智能光伏控制装置。
背景技术
在太阳能资源丰富的地区，可以采用传统光伏发电装置，满足用电需求。但是传统光伏发电装置受自然环境条件制约，光伏板存在发电时间短、输出不稳定、光伏发电利用率不高、智能化程度不高、不支持任何远程监控和控制需要人工管理和维护等问题。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在克服现有技术中上述问题的不足之处，提出一种智能光伏控制装置，以实现对光伏发电装置的自动化控制与管理，提高光伏发电装置的稳定性。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种智能光伏控制装置，包括光伏发电装置、锂电池以及光伏控制装置，所述光伏发电装置包括光伏组件，所述光伏组件用于将太阳能转化为电能，满足供电需求；所述光伏控制装置包括MPPT控制器、逆变器、分流器、变送器、交流电表、电流传感器、电压传感器、温度传感器、DC-DC电源模块、处理器；
所述MPPT控制器用于将光伏组件的电能进行稳压、整流，输出稳定的电压电流为锂电池充电并为逆变器、DC-DC电源模块及相关直流负载供电；
所述逆变器用于将来自MPPT控制器与锂电池的直流电逆变为交流电供交流负载使用，由交流电表监测相关变化；
所述分流器用于监测直流用电状况，并通过变送器传输至处理器；
所述电流传感器用于监测装置的直流输出电流；
所述电压传感器用于监测装置的输出电压；
所述温度传感器用于采集装置的温度数据，并将数据传输至处理器。
进一步的，所述处理器包括单片机、AD转换器、比较器，所述单片机上设有RS485接口、RS232接口、SPI串行接口、I/O隔离通道。
进一步的，所述单片机通过SPI串行接口连接人机交互界面，用于显示装置的状态及负载用电参数。
进一步的，所述单片机通过RS485接口连接4G工业路由器DTU，将数据传输至终端。
进一步的，所述单片机通过I/O隔离通道连接光耦隔离单片机放大驱动板，用于控制相关继电器的通断。
进一步的，所述终端包括上位机和云平台。
进一步的，还包括报警装置，当终端检测到数据异常，通过报警装置进行报警提醒。
相对于现有技术，本实用新型所述的一种智能光伏控制装置具有以下优势：
本实用新型成本低，可靠性高，适用于个体户，不依赖大型光伏发电设备；
本实用新型可以通过相关传感器实时监测及处理监测其产生的能源及对能量的使用情况，同时通过4G工业路由器DTU连接到云平台，将数据传输给用户端；
本实用新型能够实时监测光伏发电装置的运行状况、电压、电流、温度等参数，并将数据上传到云端，发现异常情况及时发出警报。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型的一种智能光伏控制装置的结构示意图；
图2为本实用新型的一种智能光伏控制装置的电源分配图；
图3为本实用新型的一种智能光伏控制装置的原理框图。
附图标记说明
1-处理器；2-人机交互界面；3-MPPT控制器；4-锂电池；5-逆变器；6-交流电表；7-分流器；8-变送器；9-4G工业路由器DTU；10-光耦隔离单片机放大驱动板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1-3所示，本实用新型提供了一种智能光伏控制装置，包括光伏发电装置、锂电池4以及光伏控制装置，所述光伏发电装置包括光伏组件，所述光伏组件用于将太阳能转化为电能，当输出电压低于使用电压时由电池输出，满足供电需求；当光伏组件输出电压高于使用电压时，光伏组件通过MPPT控制器3直接驱动负载，并将多余能量储存到锂电池4，从而提高该光伏发电装置的工作时长和稳定性；与此同时锂电池4还可为用电设备提供瞬时高额电流，满足大功率负载启动需求。
所述光伏控制装置包括MPPT控制器3、逆变器5、分流器7、变送器8、交流电表6、电流传感器、电压传感器、温度传感器、DC-DC电源模块、处理器1；
所述MPPT控制器3用于将光伏组件的电能进行稳压、整流，输出稳定的电压电流为锂电池4充电并为逆变器5、DC-DC电源模块及相关直流负载供电；
所述逆变器5用于将来自MPPT控制器3与锂电池4的直流电逆变为交流电供交流负载使用，由交流电表6监测相关变化；
所述分流器7用于监测直流用电状况，并通过变送器8传输至处理器1；
所述电流传感器用于监测装置的直流输出电流；
所述电压传感器用于监测装置的输出电压；
所述温度传感器用于采集装置的温度数据，并将数据传输至处理器。
具体的，所述处理器1包括单片机、AD转换器、比较器，所述单片机上设有RS485接口、RS232接口、SPI串行接口、I/O隔离通道。
具体的，所述单片机通过SPI串行接口连接人机交互界面2，用于显示装置的状态及负载用电参数。
具体的，所述单片机通过RS485接口连接4G工业路由器DTU9，将数据传输至终端。
具体的，所述单片机通过I/O隔离通道连接光耦隔离单片机放大驱动板10，用于控制相关继电器的通断。
具体的，所述终端包括上位机和云平台。
具体的，所述单片机通过RS232连接上位机进行功能调试。
具体的，还包括报警装置，当终端检测到数据异常，通过报警装置进行报警提醒。
本实用新型在工作时，利用温度传感器检测装置温度数据，并发送至处理器进行数据处理和分析，处理器一方面判断温度数据是否超过设定阈值，如果超过则通过4G工业路由器DTU将数据传输至终端进行报警提醒，另一方面通过比较器判定设定时间内的温差值是否超过设定阈值，如果超过，则可能出现过热或过冷等问题，通过4G工业路由器DTU将数据传输至终端进行报警提醒，降低装置的损坏。
同时，本实用新型还利用电流传感器监测装置的直流输出电流，电压传感器监测装置的双输出电压，以评估装置的工作状态和输出带载能力；利用交流电表监测交流输出，通过测量的电压和电流，计算出所消耗的电能；MPPT控制器监测光伏组件的输出功率和锂电池的的输出功率，处理器通过控制MPPT控制器对光伏组件的输出电流、电压进行定位和调整，例如，在光照条件不佳或天气恶劣的情况下，控制器通过降低光伏组件输出电流和电压提高锂电池的输出功率来降低光伏组件的输出功率，从而保护光伏组件，避免损坏，还能提高带载能力。
需要说明的是，本实用新型所使用的各个部件均为本领域的现有产品，不限于具体型号，各部件之间的连接关系也是本领域的常规手段，只要能实现数据传输即可。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种智能光伏控制装置，其特征在于：包括光伏发电装置、锂电池以及光伏控制装置，所述光伏发电装置包括光伏组件，所述光伏组件用于将太阳能转化为电能，满足供电需求；所述光伏控制装置包括MPPT控制器、逆变器、分流器、变送器、交流电表、电流传感器、电压传感器、温度传感器、DC-DC电源模块、处理器；
所述MPPT控制器用于将光伏组件的电能进行稳压、整流，输出稳定的电压电流为锂电池充电并为逆变器、DC-DC电源模块及相关直流负载供电；
所述逆变器用于将来自MPPT控制器与锂电池的直流电逆变为交流电供交流负载使用，由交流电表监测相关变化；
所述分流器用于监测直流用电状况，并通过变送器传输至处理器；
所述电流传感器用于监测装置的直流输出电流；
所述电压传感器用于监测装置的输出电压；
所述温度传感器用于采集装置的温度数据，并将数据传输至处理器。
2.根据权利要求1所述的一种智能光伏控制装置，其特征在于：所述处理器包括单片机、AD转换器、比较器，所述单片机上设有RS485接口、RS232接口、SPI串行接口、I/O隔离通道。
3.根据权利要求2所述的一种智能光伏控制装置，其特征在于：所述单片机通过SPI串行接口连接人机交互界面，用于显示装置的状态及负载用电参数。
4.根据权利要求2所述的一种智能光伏控制装置，其特征在于：所述单片机通过RS485接口连接4G工业路由器DTU，将数据传输至终端。
5.根据权利要求2所述的一种智能光伏控制装置，其特征在于：所述单片机通过I/O隔离通道连接光耦隔离单片机放大驱动板，用于控制相关继电器的通断。
6.根据权利要求4所述的一种智能光伏控制装置，其特征在于：所述终端包括上位机和云平台。
7.根据权利要求6所述的一种智能光伏控制装置，其特征在于：还包括报警装置，当终端检测到数据异常，通过报警装置进行报警提醒。
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